微型涡喷发动机应用在小型飞行器上具有明显优势,尤其是在推力和飞行速度方面,将有效提升飞行器的机动性和载重能力,本文围绕如何开发具有工程实际应用价值的涡喷飞行器,开展系统设计、结构分析及控制策略的研究,主要内容包括:（1）微型涡喷飞行器创新设计及模型构建。围绕微型涡喷飞行器的工程需求,创新设计具有一定载重能力且具有垂直起降功能的微型涡喷飞行器平台。该飞行器主要由90度翻转机构、主涡喷收缩机构以及两侧涡喷转向机构组成,对飞行器整体结构进行三维建模,完成该原型机飞控硬件框图的设计。（2）微型涡喷飞行器的静力学和模态分析。对飞行器三维结构模型进行合理简化,再利用Ansys workbench中的静力学模块对飞行器的骨架、小涡喷转动模块以及整机结构分别进行静力学分析,得到结构的应力、位移分布云图,通过模态分析提取飞行器整体机架的前12阶固有频率和振型分布,最后根据仿真结果对所设计的结构进行合理优化。（3）微型涡喷飞行器的气动特性仿真分析。利用Ansys workbench中的Fluent模块分别模拟飞行器以10m/s速度向前和向上飞行时的外流场分布情况,根据仿真得到的压力云图和阻力系数对飞行器机身进行优化,优化后的飞行器前飞时阻力系数降低了26.04%。（4）微型涡喷飞行器工作原理分析与动力学模型建立。对电机进行选型,搭建飞行器结构样机,详细分析了飞行器完成起降、俯仰、翻滚以及偏航四种飞行状态的工作原理,最后利用牛顿定律和欧拉角法建立了微型涡喷飞行器的动力学模型。（5）微型涡喷飞行器控制系统设计与算法研究。详细介绍了PID控制算法的原理,根据微型涡喷飞行器的动力学模型,基于MATLAB/Simulink搭建姿态和位置双闭环PID控制算法;利用LPV线性化理论对涡喷飞行器系统模型进行线性化处理后得到四个通道的传递函数,利用偏航通道的传递函数搭建串级PID控制器,最后基于模糊控制理论对串级PID控制器进行优化并仿真,仿真结果表明优化后的控制器响应速度和抗干扰能力明显增强,验证了控制算法优化的合理性。